特許 5776812 テーブル装置、及び搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5776812

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】テーブル装置、及び搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/38 20060101AFI20150820BHJP

   B23Q 1/62 20060101ALI20150820BHJP

   B23Q 1/44 20060101ALI20150820BHJP

   B23Q 1/56 20060101ALI20150820BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20150820BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   B23Q1/38 A

   B23Q1/62 C

   B23Q1/44 G

   B23Q1/56 A

   H01L21/68 K

   H01L21/30 503A

   H01L21/30 515G

【請求項の数】6

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-75514(P2014-75514)

(22)【出願日】2014年4月1日

【審査請求日】2015年2月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 俊徳

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３１００１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１９５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１０２９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５５４１３９８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特許第５５９０１８７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １／３８

Ｂ２３Ｑ １／４４

Ｂ２３Ｑ １／５６

Ｂ２３Ｑ １／６２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定面と平行なガイド面を有するベース部材と、
前記ベース部材の上に配置されるテーブルと、
前記所定面と直交する第１軸と平行な方向に関して前記ベース部材と前記テーブルとの間に配置され、動力を発生するアクチュエータを含み、前記第１軸と平行な方向、前記所定面内の第２軸と平行な方向、及び前記所定面内において前記第２軸と直交する第３軸と平行な方向に前記テーブルを移動可能な駆動システムと、
上面、下面、及び前記上面と前記下面とを結ぶ側面を有し、前記上面側の少なくとも一部が前記テーブルに接続されるピストン部材と、
前記ピストン部材の周囲に配置され、前記第１軸と平行な方向に前記ピストン部材を移動可能に支持し、前記第２軸と平行な方向及び前記第３軸と平行な方向のそれぞれに前記ベース部材に移動可能に支持されるシリンダ部材と、
前記シリンダ部材に配置され、前記ピストン部材の側面との間に気体軸受を形成する第１軸受部材と、
前記シリンダ部材に配置され、前記ベース部材のガイド面との間に気体軸受を形成する第２軸受部材と、
前記ピストン部材の下面が面する前記シリンダ部材の内部空間の下部空間に面するように配置され、前記下部空間に気体を供給する供給口を有する重力補償装置と、
を備えるテーブル装置。

【請求項2】

前記ピストン部材は、前記テーブルの周縁部の複数の位置のそれぞれに接続され、
前記シリンダ部材は、前記駆動システムを囲むように複数配置される請求項１に記載のテーブル装置。

【請求項3】

前記駆動システムは、
前記第２軸と平行な方向に前記ベース部材に移動可能に支持される第２軸ステージ、及び前記第２軸ステージを移動する第２軸アクチュエータを含む第２軸駆動装置と、
前記第３軸と平行な方向に前記第２軸ステージに移動可能に支持される第３軸ステージ、及び前記第３軸ステージを移動する第３軸アクチュエータを含む第３軸駆動装置と、
前記第３軸ステージ上に配置され、前記第１軸と平行な方向に前記テーブルを移動する第１軸駆動装置と、
を含み、
前記シリンダ部材は、前記第３軸ステージに接続される請求項１又は請求項２に記載のテーブル装置。

【請求項4】

前記第１軸駆動装置は、
前記第２軸又は前記第３軸と平行な方向に前記第３軸ステージに移動可能に支持される第１くさび部材と、
前記第１くさび部材の上に配置され、前記第１くさび部材に対して相対移動可能な第２くさび部材と、
前記第１くさび部材を移動する第１軸アクチュエータと、
少なくとも一部が前記第１くさび部材に配置され、前記第１くさび部材の移動により前記第１軸と平行な方向に前記第２くさび部材が移動するように前記第２くさび部材をガイドするガイド装置と、
を有し、
前記テーブルは、前記第２くさび部材に支持される請求項３に記載のテーブル装置。

【請求項5】

前記ガイド装置は、前記第１くさび部材及び前記第２くさび部材の一方のくさび部材に配置されるレールと、他方のくさび部材に配置され前記レールと相対移動可能なスライダと、を有する直動型の転がり軸受を含む請求項４に記載のテーブル装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のテーブル装置を備える搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、テーブル装置、及び搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置、検査装置、及び測定装置などに係る技術分野においては、移動可能なテーブルを備えるテーブル装置（ステージ装置）が使用される。測定プローブが取り付けられたＺ軸テーブルを三次元方向に移動させる移動手段を備えるステージ装置に関する技術が特許文献１に開示されている。くさび形の部材を使ってテーブルを昇降させるステージ装置に関する技術が特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−３１８７２８号公報

【特許文献2】特開２００４−１９５６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

テーブル装置において、テーブルを目標軌道で移動しようとしたにもかかわらず、そのテーブルが目標軌道から外れてしまうと、テーブルの位置決め精度が低下する可能性がある。例えば、鉛直方向に関してテーブルを真っ直ぐに移動しようとしたにもかかわらず、そのテーブルが真っ直ぐに移動されないと、テーブルの位置決め精度が低下する。

【0005】

また、テーブル装置において、例えばテーブルの重量により、テーブルを移動するためのアクチュエータに負荷がかかる可能性がある。アクチュエータに負荷がかかり、そのアクチュエータが発熱すると、周囲の部材が熱変形して、テーブルの位置決め精度が低下する可能性がある。

【0006】

テーブルの位置決め精度が低下すると、そのテーブル装置を備える搬送装置の性能が低下する可能性がある。

【0007】

本発明の態様は、位置決め精度の低下を抑制できるテーブル装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様は、性能の低下を抑制できる搬送装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、所定面と平行なガイド面を有するベース部材と、前記ベース部材の上に配置されるテーブルと、前記所定面と直交する第１軸と平行な方向に関して前記ベース部材と前記テーブルとの間に配置され、動力を発生するアクチュエータを含み、前記第１軸と平行な方向、前記所定面内の第２軸と平行な方向、及び前記所定面内において前記第２軸と直交する第３軸と平行な方向に前記テーブルを移動可能な駆動システムと、上面、下面、及び前記上面と前記下面とを結ぶ側面を有し、前記上面側の少なくとも一部が前記テーブルに接続されるピストン部材と、前記ピストン部材の周囲に配置され、前記第１軸と平行な方向に前記ピストン部材を移動可能に支持し、前記第２軸と平行な方向及び前記第３軸と平行な方向のそれぞれに前記ベース部材に移動可能に支持されるシリンダ部材と、前記シリンダ部材に配置され、前記ピストン部材の側面との間に気体軸受を形成する第１軸受部材と、前記シリンダ部材に配置され、前記ベース部材のガイド面との間に気体軸受を形成する第２軸受部材と、前記ピストン部材の下面が面する前記シリンダ部材の内部空間の下部空間に面するように配置され、前記下部空間に気体を供給する供給口を有する重力補償装置と、を備えるテーブル装置を提供する。

【0009】

本発明の第１の態様によれば、駆動システムによって、テーブルは、第１軸と平行な方向、第２軸と平行な方向、及び第３軸と平行な方向の３つの方向に移動することができる。テーブルに接続されたピストン部材は、第１軸受部材によって形成される気体軸受によりシリンダ部材に非接触で支持される。これにより、テーブルは、第１軸と平行な方向に高い位置決め精度で移動することができる。シリンダ部材は、第２軸受部材によって形成される気体軸受によりベース部材に非接触で支持される。これにより、シリンダ部材及びそのシリンダ部材にピストン部材を介して支持されるテーブルは、第２軸と平行な方向及び第３軸と平行な方向のそれぞれに高い位置決め精度で移動することができる。また、ピストン部材の下面が面する下部空間に供給口から気体が供給されることによって、アクチュエータに対するテーブルの重量の作用が低減される。これにより、アクチュエータにかかる負荷が低減される。そのため、アクチュエータの発熱が抑制され、アクチュエータの周囲の部材の熱変形が抑制される。また、テーブル装置の部材の熱変形が抑制されるため、テーブルの位置決め精度の低下が抑制される。

【0010】

本発明の第１の態様において、前記ピストン部材は、前記テーブルの周縁部の複数の位置のそれぞれに接続され、前記シリンダ部材は、前記駆動システムを囲むように複数配置されてもよい。これにより、テーブルは目標軌道で精度良く移動することができる。

【0011】

本発明の第１の態様において、前記駆動システムは、前記第２軸と平行な方向に前記ベース部材に移動可能に支持される第２軸ステージ、及び前記第２軸ステージを移動する第２軸アクチュエータを含む第２軸駆動装置と、前記第３軸と平行な方向に前記第２軸ステージに移動可能に支持される第３軸ステージ、及び前記第３軸ステージを移動する第３軸アクチュエータを含む第３軸駆動装置と、前記第３軸ステージ上に配置され、前記第１軸と平行な方向に前記テーブルを移動する第１軸駆動装置と、を含み、前記シリンダ部材は、前記第３軸ステージに接続されてもよい。これにより、テーブルとピストン部材とシリンダ部材とは、第２軸と平行な方向及び第３軸と平行な方向のそれぞれに安定して一緒に移動することができる。また、シリンダ部材は、テーブル及びピストン部材と一緒に、第２軸と平行な方向及び第３軸と平行な方向のそれぞれに安定して移動するため、第１軸と平行な方向に関してピストン部材を非接触で移動可能に支持し続けることができる。

【0012】

本発明の第１の態様において、前記第１軸駆動装置は、前記第２軸又は前記第３軸と平行な方向に前記第３軸ステージに移動可能に支持される第１くさび部材と、前記第１くさび部材の上に配置され、前記第１くさび部材に対して相対移動可能な第２くさび部材と、前記第１くさび部材を移動する第１軸アクチュエータと、少なくとも一部が前記第１くさび部材に配置され、前記第１くさび部材の移動により前記第１軸と平行な方向に前記第２くさび部材が移動するように前記第２くさび部材をガイドするガイド装置と、を有し、前記テーブルは、前記第２くさび部材に支持されてもよい。これにより、第２軸又は第３軸と平行な方向に第１くさび部材を移動することによって、第２くさび部材及びテーブルを第１軸と平行な方向に移動することができる。また、第２くさび部材を支持する第１くさび部材の斜面の傾斜角度を調整することによって、第２軸又は第３軸と平行な方向に関する第１くさび部材の移動量と第１軸と平行な方向に関する第２くさび部材の移動量との比（減速比、分解能）を調整することができる。

【0013】

本発明の第１の態様において、前記ガイド装置は、前記第１くさび部材及び前記第２くさび部材の一方のくさび部材に配置されるレールと、他方のくさび部材に配置され前記レールと相対移動可能なスライダと、を有する直動型の転がり軸受を含んでもよい。これにより、ガイド装置は、第２くさび部材及びテーブルを精度良くガイドすることができる。

【0014】

本発明の第２の態様は、第１の態様のテーブル装置を備える搬送装置を提供する。

【0015】

本発明の第２の態様によれば、搬送装置の性能の低下が抑制され、テーブルに支持されている物体は目標位置に搬送される。

【発明の効果】

【0016】

本発明の態様によれば、位置決め精度の低下を抑制できるテーブル装置が提供される。また、本発明の態様によれば、性能の低下を抑制できる搬送装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１実施形態に係るテーブル装置の一例を示す側面図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るテーブル装置の一例を示す側面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るテーブル装置の一例を示す平面図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るテーブル装置の一部を拡大した側断面図である。

【図5】図５は、図４のＡ−Ａ線矢視図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係るテーブル装置の一部を拡大した図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係るガイド装置の一例を示す図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係る搬送装置及び半導体製造装置の一例を示す図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る搬送装置及び検査装置の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0019】

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面と直交する第１軸と平行な方向をＺ軸方向とし、所定面内の第２軸と平行な方向をＸ軸方向とし、所定面内において第２軸と直交する第３軸と平行な方向をＹ軸方向とする。また、Ｚ軸、Ｘ軸、及びＹ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＺ、θＸ、及びθＹ方向とする。Ｚ軸（第１軸）は、Ｘ軸（第２軸）及びＹ軸（第３軸）のそれぞれと直交する。Ｘ軸は、ＹＺ平面と直交する。Ｙ軸は、ＸＺ平面と直交する。Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する。ＸＹ平面は、所定面と平行である。本実施形態において、ＸＹ平面は、水平面と平行であることとする。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。なお、ＸＹ平面（所定面）が水平面に対して傾斜してもよい。

【0020】

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを−Ｙ側から見た側面図である。図２は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを＋Ｘ側から見た側面図である。図３は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを＋Ｚ側から見た平面図である。なお、図１及び図２においては、テーブル装置ＴＳの一部を断面で示す。

【0021】

図１、図２、及び図３に示すように、テーブル装置ＴＳは、ベース部材１と、ベース部材１の上に配置されるテーブル２と、テーブル２を移動可能な駆動システム３と、テーブル２に接続されるピストン部材４と、ピストン部材４の周囲に配置されるシリンダ部材５と、ピストン部材４とシリンダ部材５との間に気体軸受６Ｇを形成する軸受部材６と、ベース部材１とシリンダ部材５との間に気体軸受７Ｇを形成する軸受部材７と、重力補償装置８とを備えている。

【0022】

ベース部材１は、ＸＹ平面と平行な上面（ガイド面）１Ａを有する。ガイド面１Ａは、平坦である。ベース部材１は、インディアンブラックのような石定盤でもよいし、鋳鉄定盤でもよい。ベース部材１は、例えばテーブル装置ＴＳが設置される施設（例えば工場）の床面に配置される。

【0023】

テーブル２は、ベース部材１の上方（＋Ｚ方向）に配置される。テーブル２は、物体Ｓを支持して移動可能である。テーブル２は、＋Ｚ方向を向く上面２Ａと、上面２Ａの反対方向（−Ｚ方向）を向く下面２Ｂとを有する。上面２Ａは、物体Ｓを支持可能である。テーブル２は、上面２Ａに物体Ｓを載せた状態で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に移動可能である。本実施形態において、テーブル２は、３つの方向に移動可能な３自由度のテーブル（３軸テーブル、３次元テーブル）である。

【0024】

駆動システム３は、動力を発生するアクチュエータを含み、テーブル２を移動可能である。駆動システム３は、少なくともＺ軸方向に関してテーブル２を移動させるための動力を発生するアクチュエータを含む。本実施形態において、駆動システム３は、Ｚ軸方向に関してベース部材１とテーブル２との間に配置される。

【0025】

本実施形態において、駆動システム３は、Ｘ軸方向に関してテーブル２を移動させるための動力を発生するＸ軸アクチュエータ（第２軸アクチュエータ）２２と、Ｙ軸方向に関してテーブル２を移動させるための動力を発生するＹ軸アクチュエータ（第３軸アクチュエータ）３２と、Ｚ軸方向に関してテーブル２を移動させるための動力を発生するＺ軸アクチュエータ（第１軸アクチュエータ）１３とを含む。駆動システム３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向にテーブル２を移動可能である。

【0026】

駆動システム３は、テーブル２をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動装置（第１軸駆動装置）１０と、テーブル２をＸ軸方向に移動するＸ軸駆動装置（第２軸駆動装置）２０と、テーブル２をＹ軸方向に移動するＹ軸駆動装置（第３軸駆動装置）３０とを有する。

【0027】

Ｘ軸駆動装置２０は、Ｘ軸方向にテーブル２を移動する。Ｘ軸駆動装置２０は、ベース部材１上に配置される。Ｘ軸駆動装置２０は、ベース部材１にＸ軸方向に移動可能に支持されるＸ軸ステージ（第２軸ステージ）２１と、Ｘ軸ステージ２１をＸ軸方向に移動するための動力を発生するＸ軸アクチュエータ（第２軸アクチュエータ）２２と、Ｘ軸ステージ２１をＸ軸方向にガイドするＸ軸ガイド装置２３とを有する。

【0028】

本実施形態において、Ｘ軸アクチュエータ２２は、リニアモータを含む。Ｘ軸アクチュエータ２２は、ベース部材１のガイド面１Ａに固定された固定子２２Ｂと、Ｘ軸ステージ２１の下面に配置された可動子２２Ａとを有する。固定子２２Ｂは、Ｘ軸方向に長い。可動子２２Ａは、固定子２２Ｂに対してＸ軸方向に移動可能である。Ｘ軸アクチュエータ２２は、固定子２２Ｂが磁石を含み、可動子２２Ａがコイルを含むムービングコイル型でもよい。Ｘ軸アクチュエータ２２は、固定子２２Ｂがコイルを含み、可動子２２Ａが磁石を含むムービングマグネット型でもよい。

【0029】

Ｘ軸ガイド装置２３は、ベース部材１のガイド面１Ａに固定されたレール２３Ｂと、Ｘ軸ステージ２１の下面に配置され、レール２３Ｂを移動可能なスライダ２３Ａとを有する。レール２３Ｂは、Ｘ軸方向に長い。本実施形態において、Ｘ軸ガイド装置２３は、直動型の転がり軸受を含む。

【0030】

リニアモータを含むＸ軸アクチュエータ２２の作動により、Ｘ軸ステージ２１は、Ｘ軸ガイド装置２３にガイドされながら、ベース部材１に対してＸ軸方向に移動可能である。

【0031】

Ｙ軸駆動装置３０は、Ｙ軸方向にテーブル２を移動する。Ｙ軸駆動装置３０は、Ｘ軸ステージ２１上に配置される。Ｙ軸駆動装置３０は、Ｘ軸ステージ２１にＹ軸方向に移動可能に支持されるＹ軸ステージ（第３軸ステージ）３１と、Ｙ軸ステージ３１をＹ軸方向に移動するための動力を発生するＹ軸アクチュエータ（第３軸アクチュエータ）３２と、Ｙ軸ステージ３１をＹ軸方向にガイドするＹ軸ガイド装置３３とを有する。

【0032】

本実施形態において、Ｙ軸アクチュエータ３２は、リニアモータを含む。Ｙ軸アクチュエータ３２は、Ｘ軸ステージ２１の上面に固定された固定子３２Ｂと、Ｙ軸ステージ３１の下面に配置された可動子３２Ａとを有する。固定子３２Ｂは、Ｙ軸方向に長い。可動子３２Ａは、固定子３２Ｂに対してＹ軸方向に移動可能である。Ｙ軸アクチュエータ３２は、固定子３２Ｂが磁石を含み、可動子３２Ａがコイルを含むムービングコイル型でもよい。Ｙ軸アクチュエータ３２は、固定子３２Ｂがコイルを含み、可動子３２Ａが磁石を含むムービングマグネット型でもよい。

【0033】

Ｙ軸ガイド装置３３は、Ｘ軸ステージ２１の上面に固定されたレール３３Ｂと、Ｙ軸ステージ３１の下面に配置され、レール３３Ｂを移動可能なスライダ３３Ａとを有する。レール３３Ｂは、Ｙ軸方向に長い。本実施形態において、Ｙ軸ガイド装置３３は、直動型の転がり軸受を含む。

【0034】

リニアモータを含むＹ軸アクチュエータ３２の作動により、Ｙ軸ステージ３１は、Ｙ軸ガイド装置３３にガイドされながら、Ｘ軸ステージ２１に対してＹ軸方向に移動可能である。

【0035】

Ｘ軸ステージ２１がＸ軸方向に移動すると、Ｙ軸ステージ３１は、Ｘ軸ステージ２１と一緒にＸ軸方向に移動する。本実施形態においては、Ｘ軸アクチュエータ２２の作動及びＹ軸アクチュエータ３２の作動により、Ｙ軸ステージ３１がＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動可能である。

【0036】

Ｚ軸駆動装置１０は、Ｚ軸方向にテーブル２を移動する。Ｚ軸駆動装置１０は、Ｙ軸ステージ３１上に配置される。Ｚ軸駆動装置１０は、Ｙ軸ステージ３１にＹ軸方向に移動可能に支持される第１くさび部材１１と、第１くさび部材１１の上に配置され、第１くさび部材１１に対して相対移動可能な第２くさび部材１２と、第１くさび部材１１をＹ軸方向に移動して第２くさび部材１２をＺ軸方向に移動するための動力を発生するＺ軸アクチュエータ１３と、少なくとも一部が第１くさび部材１１に配置され、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動によりＺ軸方向に第２くさび部材１２が移動するように第２くさび部材１２をガイドするＺ軸ガイド装置１４とを有する。

【0037】

Ｚ軸アクチュエータ１３は、第１くさび部材１１をＹ軸方向に移動可能である。本実施形態においては、Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により、第１くさび部材１１がＹ軸方向に移動すると、その第１くさび部材１１と同期して、第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動する。

【0038】

本実施形態において、Ｚ軸アクチュエータ１３は、回転モータを含む。Ｚ軸アクチュエータ１３と第１くさび部材１１とは、動力伝達機構１５を介して接続される。Ｚ軸アクチュエータ１３の動力は、動力伝達機構１５を介して、第１くさび部材１１に伝達される。

【0039】

動力伝達機構１５は、Ｚ軸アクチュエータ１３の回転運動を直線運動に変換する。本実施形態において、Ｚ軸アクチュエータ１３のシャフト（出力軸）は、θＹ方向に回転する。動力伝達機構１５は、θＹ方向の回転運動を、Ｙ軸方向の直線運動に変換して、第１くさび部材１１に伝達する。第１くさび部材１１は、動力伝達機構１５を介して伝達されるＺ軸アクチュエータ１３の動力により、Ｙ軸方向に移動する。

【0040】

本実施形態において、動力伝達機構１５は、ボールねじを含む。ボールねじは、Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により回転するねじ軸と、第１くさび部材１１に接続され、ねじ軸の周囲に配置されるナットと、ねじ軸とナットとの間に配置されるボールとを含む。ボールねじのねじ軸は、支持軸受により回転可能に支持される。本実施形態において、ボールねじは、θＹ方向に回転する。ボールねじがθＹ方向に回転することにより、ナット及びそのナットが接続されている第１くさび部材１１がＹ軸方向に移動（直線移動）する。

【0041】

Ｚ軸アクチュエータ１３がボールねじのねじ軸を一方向に回転すると、そのねじ軸の回転により、第１くさび部材１１が＋Ｙ方向に移動する。Ｚ軸アクチュエータ１３がボールねじのねじ軸を逆方向に回転すると、そのねじ軸の回転により、第１くさび部材１１が−Ｙ方向に移動する。すなわち、Ｚ軸アクチュエータ１３の回転方向（ボールねじのねじ軸の回転方向）に基づいて、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動方向（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向のいずれか一方の方向）が決定される。第１くさび部材１１の移動方向に基づいて、Ｚ軸方向に関する第２くさび部材１２（テーブル２）の移動方向（−Ｚ方向及び＋Ｚ方向のいずれか一方の方向）が決定される。

【0042】

Ｚ軸ガイド装置１４は、第１くさび部材１１の斜面に固定されたレール１４Ｂと、第２くさび部材１２の斜面に配置され、レール１４Ｂを移動可能なスライダ１４Ａとを有する。本実施形態において、Ｚ軸ガイド装置１４は、直動型の転がり軸受を含む。

【0043】

また、本実施形態において、Ｚ軸駆動装置１０は、第１くさび部材１１をＹ軸方向にガイドするＹ軸ガイド装置１６を有する。Ｙ軸ガイド装置１６は、Ｙ軸ステージ３１の上面に固定されたレール１６Ｂと、第１くさび部材１１の下面に配置され、レール１６Ｂを移動可能なスライダ１６Ａとを有する。本実施形態において、Ｙ軸ガイド装置１６は、直動型の転がり軸受を含む。

【0044】

回転モータを含むＺ軸アクチュエータ１３の作動により、第１くさび部材１１は、Ｙ軸ガイド装置１６にガイドされながら、Ｙ軸ステージ３１に対してＹ軸方向に移動可能である。Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動により、第２くさび部材１２は、Ｚ軸ガイド装置１４にガイドされながら、第１くさび部材１１に対してＺ軸方向に移動可能である。

【0045】

Ｙ軸ステージ３１がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動すると、第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２は、Ｙ軸ステージ３１と一緒にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。本実施形態においては、Ｘ軸アクチュエータ２２の作動及びＹ軸アクチュエータ３２の作動により、第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２がＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動可能である。

【0046】

テーブル２は、第２くさび部材１２に支持される。本実施形態において、テーブル装置ＴＳは、第２くさび部材１２とテーブル２との間に配置され、テーブル２を柔軟に支持する支持装置９を有する。第２くさび部材１２は、支持装置９を介して、テーブル２を支持する。本実施形態において、支持装置９は、Ｚ軸方向に関する荷重を受ける球面軸受を含む。支持装置９は、外面が球面である内輪部材９Ａと、内輪部材９Ａの外面と球面接触する支持面を有する外輪部材９Ｂとを含む。本実施形態において、外輪部材９Ｂは、第２くさび部材１２の上面に配置される。内輪部材９Ａは、テーブル２の下面２Ｂの中央部に接続される。テーブル２が支持装置９を介して第２くさび部材１２に支持されることにより、テーブル２と第２くさび部材１２とは相対移動可能である。本実施形態においては、支持装置９により、Ｚ軸方向に関するテーブル２と第２くさび部材１２との相対移動が抑制（制限）され、Ｚ軸方向以外の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向）に関するテーブル２と第２くさび部材１２との相対移動が許容される。

【0047】

Ｘ軸アクチュエータ２２の作動及びＹ軸アクチュエータ３２の作動により、第２くさび部材１２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動すると、テーブル２は、第２くさび部材１２と一緒にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。また、第１くさび部材１１と第２くさび部材１２との相対移動により、第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動すると、テーブル２は、第２くさび部材１２と一緒にＺ軸方向に移動する。これにより、テーブル２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に移動可能である。

【0048】

ピストン部材４は、テーブル２の下面２Ｂに接続される。ピストン部材４は、Ｚ軸方向に長い棒状の部材である。ピストン部材４は、＋Ｚ方向を向く上面４Ａと、−Ｚ方向を向く下面４Ｂと、上面４Ａと下面４Ｂとを結ぶ側面（外面）４Ｃとを有する。ピストン部材４の上面４Ａ側の少なくとも一部がテーブル２に接続される。本実施形態において、ピストン部材４の上面４Ａとテーブル２の下面２Ｂとが接続部材４０を介して固定される。

【0049】

図３に示すように、本実施形態において、ＸＹ平面におけるテーブル２の外形は、四角形である。本実施形態において、ＸＹ平面と平行なピストン部材４の断面の外形は、円形である。すなわち、ピストン部材４は、Ｚ軸方向に長い円柱状の部材である。ピストン部材４の軸は、Ｚ軸と平行である。なお、ピストン部材４の内部が空洞でもよい。例えば、ピストン部材４がＺ軸方向に長い円筒状の部材でもよい。

【0050】

支持装置９は、テーブル２の下面２Ｂの中央部に接続される。複数のピストン部材４は、支持装置９を囲むように配置される。ピストン部材４は、テーブル２の下面２Ｂの周縁部の複数の位置のそれぞれに接続される。本実施形態において、ピストン部材４は、テーブル２の４つのコーナーのそれぞれに接続される。複数のピストン部材４は、駆動システム３を囲むように配置される。

【0051】

シリンダ部材５は、筒状の部材であり、ピストン部材４の周囲に配置される。シリンダ部材５は、＋Ｚ方向を向く上面５Ａと、−Ｚ方向を向く下面５Ｂと、シリンダ部材５の内部空間５Ｈに面する内面５Ｓとを有する。シリンダ部材５の上面５Ａは、接続部材４０の下面と対向する。シリンダ部材５の下面５Ｂは、ベース部材１のガイド面１Ａと対向する。シリンダ部材５の内面５Ｓは、ピストン部材４の外面４Ｃと対向する。シリンダ部材５は、駆動システム３を囲むように複数（４つ）配置される。シリンダ部材５は、Ｚ軸方向にピストン部材４を移動可能に支持する。また、シリンダ部材５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにベース部材１に移動可能に支持される。

【0052】

複数のシリンダ部材５は、Ｙ軸ステージ３１を囲むように配置される。本実施形態において、シリンダ部材５は、Ｙ軸ステージ３１に接続される。複数のシリンダ部材５は、Ｙ軸ステージ３１と一緒にＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動する。

【0053】

軸受部材６は、ピストン部材４とシリンダ部材５との間に気体軸受（静圧軸受）６Ｇを形成する。本実施形態において、軸受部材６は、シリンダ部材５に配置される。軸受部材６は、シリンダ部材５の内部空間５Ｈに面するようにシリンダ部材５に配置される。軸受部材６は、シリンダ部材５の内面５Ｓに配置される。軸受部材６は、内部空間５Ｈに面する内面６Ｓを有する。シリンダ部材５の内面５Ｓは、軸受部材６の内面６Ｓを含む。すなわち、本実施形態において、内面６Ｓを内面５Ｓとみなしてもよい。軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃとの間に気体を供給可能な供給口６１を有する。供給口６１は、軸受部材６の内面６Ｓに配置される。軸受部材６は、供給口６１から供給される気体によって、ピストン部材４の側面４Ｃとの間に気体軸受６Ｇを形成する。気体軸受６Ｇが形成されることによって、ピストン部材４は、シリンダ部材５の内面５Ｓに非接触で支持される。シリンダ部材５は、軸受部材６によって形成される気体軸受６Ｇによって、Ｚ軸方向にピストン部材４を非接触で移動可能に支持する。

【0054】

軸受部材７は、ベース部材１とシリンダ部材５との間に気体軸受（静圧軸受）７Ｇを形成する。本実施形態において、軸受部材７は、シリンダ部材５に配置される。軸受部材７は、ベース部材１のガイド面１Ａと対向するようにシリンダ部材５に配置される。軸受部材７は、シリンダ部材５の下面５Ｂに配置される。軸受部材７は、ベース部材１のガイド面１Ａと対向する下面７Ｂを有する。シリンダ部材５の下面５Ｂは、軸受部材７の下面７Ｂを含む。すなわち、本実施形態において、下面７Ｂを下面５Ｂとみなしてもよい。軸受部材７は、ベース部材１のガイド面１Ａとの間に気体を供給可能な供給口７１を有する。供給口７１は、軸受部材７の下面７Ｂに配置される。軸受部材７は、供給口７１から供給される気体によって、ベース部材１のガイド面１Ａとの間に気体軸受７Ｇを形成する。気体軸受７Ｇが形成されることによって、シリンダ部材５は、ベース部材１のガイド面１Ａに非接触で支持される。ベース部材１は、軸受部材７によって形成される気体軸受７Ｇによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にシリンダ部材５を非接触で移動可能に支持する。

【0055】

軸受部材６によって形成される気体軸受６Ｇにより、シリンダ部材５の内面５Ｓとピストン部材４の外面４Ｃとは間隙を介して対向する。軸受部材７によって形成される気体軸受７Ｇにより、シリンダ部材５の下面５Ｂとベース部材１のガイド面１Ａとは間隙を介して対向する。また、本実施形態においては、シリンダ部材５の上面５Ａと接続部材４０の下面とは間隙を介して対向する。すなわち、本実施形態において、シリンダ部材５は、Ｙ軸ステージ３１と接続されるものの、Ｙ軸ステージ３１以外の部材とは接触しないように配置される。

【0056】

重力補償装置８は、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２の重量の作用を低減する。重力補償装置８は、ピストン部材４の下面４Ｂが面するシリンダ部材５の内部空間５Ｈの下部空間５Ｈｕに気体を供給可能な供給口８１を有する。下部空間５Ｈｕは、内部空間５Ｈのうち、ピストン部材４の下面４Ｂよりも下側（−Ｚ側）の空間である。重力補償装置８は、供給口８１から気体を供給して、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２の重量の作用を低減する。

【0057】

重力補償装置８の供給口８１は、シリンダ部材５の内部空間５Ｈの下部空間５Ｈｕに面するように配置される。本実施形態において、供給口８１は、シリンダ部材５に配置される。供給口８１から下部空間５Ｈｕに供給された気体によってその下部空間５Ｈｕの圧力が高められることによって、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２の重量の作用が低減される。本実施形態において、重力補償装置８は、ピストン部材４の下面４Ｂが面する下部空間５Ｈｕの圧力が、シリンダ部材５の外側の空間の圧力よりも高くなるように、供給口８１から気体を供給する。

【0058】

上述のように、本実施形態においては、ピストン部材４及びシリンダ部材５は、複数配置される。重力補償装置８の供給口８１は、複数の下部空間５Ｈｕのそれぞれに面するように複数配置される。

【0059】

図４は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳの一部を拡大した側断面図である。図５は、図４のＡ―Ａ線矢視図である。ピストン部材４は、Ｚ軸方向に長い棒状の部材である。ピストン部材４は、＋Ｚ方向を向く上面４Ａと、−Ｚ方向を向く下面４Ｂと、上面４Ａと下面４Ｂとを結ぶ側面（外面）４Ｃとを有する。図５に示すように、ＸＹ平面と平行なピストン部材４の断面の外形は、円形である。ピストン部材４は、Ｚ軸方向に長い円柱状の部材である。ピストン部材４の軸は、Ｚ軸と平行である。ピストン部材４の内部の少なくとも一部が空洞でもよい。ピストン部材４は、Ｚ軸方向に長い円筒状の部材でもよい。

【0060】

軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃの周囲に配置される。軸受部材６は、筒状（円筒状）の部材である。軸受部材６の軸は、Ｚ軸と平行である。本実施形態において、ピストン部材４の軸と軸受部材６の軸とは一致する。換言すれば、ピストン部材４の軸と軸受部材６の軸とは同じ軸である。軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃと対向可能な内面６Ｓを有する。内面６Ｓを、軸受面６Ｓと称してもよい。本実施形態において、軸受部材６は、軸受部材６の軸と平行なＺ軸方向に関して、２つ配置される。

【0061】

シリンダ部材５は、軸受部材６を支持する。軸受部材６は、シリンダ部材５に固定される。シリンダ部材５は、軸受部材６を介して、ピストン部材４を移動可能に支持する。本実施形態において、シリンダ部材５は、少なくとも一部がピストン部材４及び軸受部材６の周囲に配置される筒状の部材である。シリンダ部材５の軸は、Ｚ軸と平行である。本実施形態において、ピストン部材４の軸と軸受部材６の軸とシリンダ部材５の軸とは一致する。換言すれば、ピストン部材４の軸と軸受部材６の軸とシリンダ部材５の軸とは同じ軸である。

【0062】

図４及び図５に示すように、軸受部材６の内面６Ｓは、シリンダ部材５の内面５Ｓに配置される。軸受部材６の内面６Ｓと、ピストン部材４の側面（外面）４Ｃとが対向する。軸受部材６の内面６Ｓは、間隙を介して、ピストン部材４の側面４Ｃと対向する。

【0063】

軸受部材６は、ピストン部材４を非接触で支持する。軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃとの間に気体を供給可能な供給口６１を有する。本実施形態において、供給口６１は、ピストン部材４の側面４Ｃと対向するように配置される。供給口６１は、軸受部材６の内面６Ｓに配置される。供給口６１から供給される気体により、ピストン部材４の側面４Ｃと軸受部材６の内面６Ｓとの間に気体軸受６Ｇが形成される。気体軸受６Ｇにより、ピストン部材４の側面４Ｃと軸受部材６の内面６Ｓとの間に間隙が形成される。本実施形態において、供給口６１は、空気（圧縮空気）を供給する。

【0064】

ピストン部材４の側面４Ｃの周囲に形成される気体軸受６Ｇによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するピストン部材４の移動が制限される。気体軸受６Ｇによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するピストン部材４の移動が抑制され、Ｚ軸方向に関するピストン部材４の移動が許容される。

【0065】

本実施形態において、軸受部材６は、多孔体（多孔質部材）を含む。多孔体は、例えば特許第５０９３０５６号、特開２００７−１２０５２７号などに開示されているようなグラファイト（カーボングラファイト）製でもよい。なお、多孔体がセラミックス製でもよい。供給口６１は、多孔体の孔を含む。本実施形態において、多孔体の孔（供給口）６１から気体が供給される。図４に示すように、本実施形態においては、軸受部材６とシリンダ部材５との間にキャビティ６２が形成される。気体供給装置６３からキャビティ６２に気体が供給される。キャビティ６２に供給された気体は、軸受部材６の内部（多孔体の孔）を通過して、軸受部材６の内面６Ｓに到達し、その内面６Ｓに配置された供給口６１から、内面６Ｓと外面４Ｃとの間の空間に供給される。これにより、内面６Ｓと外面４Ｃとの間に気体軸受６Ｇが形成される。内面６Ｓと外面４Ｃとが非接触状態となる。

【0066】

本実施形態において、軸受部材６とピストン部材４との間に供給された気体の少なくとも一部が排出される排気口６４が設けられる。排気口６４は、ピストン部材４を囲むようにシリンダ部材５に配置される。排気口６４は、Ｚ軸方向に配置された２つの軸受部材６の間と、Ｚ軸方向に配置された２つの軸受部材６のうち下側（−Ｚ側）の軸受部材６の下方とのそれぞれに配置される。

【0067】

ピストン部材４は、テーブル２に接続される。本実施形態において、ピストン部材４の上面４Ａが、接続部材４０を介して、テーブル２の下面２Ｂと接続される。ピストン部材４は、テーブル２に固定される。ボルトのような固定部材により、テーブル２に対してピストン部材４が固定されてもよい。

【0068】

Ｚ軸駆動装置１０の作動により、テーブル２がＺ軸方向に移動する。本実施形態においては、Ｚ軸方向に関するテーブル２の移動により、そのテーブル２に接続されているピストン部材４がテーブル２と一緒にＺ軸方向に移動する。ピストン部材４は、軸受部材６（気体軸受６Ｇ）にガイドされてＺ軸方向に移動する。本実施形態において、軸受部材６は、Ｚ軸方向にピストン部材４が移動するようにそのピストン部材４をガイドするガイド装置として機能する。ピストン部材４の側面４Ｃと対向する軸受部材６の内面６Ｓを、ガイド面６Ｓと称してもよい。本実施形態において、側面４Ｃ及び内面６Ｓのそれぞれは、Ｚ軸と平行である。

【0069】

Ｚ軸方向に関して、ピストン部材４の寸法は、軸受部材６の寸法よりも大きい（長い）。本実施形態においては、Ｚ軸方向に関して、ピストン部材４の上面４Ａと下面４Ｂとの距離は、Ｚ軸方向に配置された２つの軸受部材６のうち上側（＋Ｚ側）の軸受部材６の＋Ｚ側の端部（上端部）と下側（−Ｚ側）の軸受部材６の−Ｚ側の端部（下端部）との距離よりも大きい。

【0070】

軸受部材７は、シリンダ部材５の下面５Ｂに配置される円筒状（環状）の部材である。軸受部材７の軸は、Ｚ軸と平行である。本実施形態において、ピストン部材４の軸とシリンダ部材５の軸とは一致する。換言すれば、軸受部材７の軸とシリンダ部材５の軸とは同じ軸である。

【0071】

軸受部材７の下面７Ｂは、シリンダ部材５の下面５Ｂに配置される。軸受部材７の下面７Ｂと、ベース部材１のガイド面１Ａとが対向する。軸受部材７の下面７Ｂは、間隙を介して、ベース部材１のガイド面１Ａと対向する。

【0072】

軸受部材７は、ベース部材１のガイド面１Ａとの間に気体を供給可能な供給口７１を有する。本実施形態において、供給口７１は、ベース部材１のガイド面１Ａと対向するように配置される。供給口７１は、軸受部材７の下面７Ｂに配置される。供給口７１から供給される気体により、ベース部材１のガイド面１Ａと軸受部材７の下面７Ｂとの間に気体軸受７Ｇが形成される。気体軸受７Ｇにより、ベース部材１のガイド面１Ａと軸受部材７の下面７Ｂとの間に間隙が形成される。本実施形態において、供給口７１は、空気（圧縮空気）を供給する。

【0073】

シリンダ部材５の下面５Ｂ側に形成される気体軸受７Ｇによって、Ｚ軸方向に関するシリンダ部材５の位置が維持（固定）される。換言すれば、気体軸受７Ｇによって、Ｚ軸方向に関するシリンダ部材５の移動が制限される。気体軸受７Ｇによって、シリンダ部材５がベース部材１に非接触で支持された状態で、Ｚ軸方向に関するベース部材１とシリンダ部材５との相対位置が固定される。気体軸受７Ｇによって、Ｚ軸方向に関するシリンダ部材５の位置が固定され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するシリンダ部材５の移動が許容される。

【0074】

本実施形態において、軸受部材７は、多孔体（多孔質部材）を含む。多孔体は、例えば特許第５０９３０５６号、特開２００７−１２０５２７号などに開示されているようなグラファイト（カーボングラファイト）製でもよい。なお、多孔体がセラミックス製でもよい。供給口７１は、多孔体の孔を含む。本実施形態において、多孔体の孔（供給口）７１から気体が供給される。図４に示すように、本実施形態においては、軸受部材７とシリンダ部材５との間にキャビティ７２が形成される。気体供給装置７３からキャビティ７２に気体が供給される。キャビティ７２に供給された気体は、軸受部材７の内部（多孔体の孔）を通過して、軸受部材７の下面７Ｂに到達し、その下面７Ｂに配置された供給口７１から、下面７Ｂとガイド面１Ａとの間の空間に供給される。これにより、下面７Ｂとガイド面１Ａとの間に気体軸受７Ｇが形成される。下面７Ｂとガイド面１Ａとが非接触状態となる。

【0075】

本実施形態において、軸受部材７とベース部材１との間に供給された気体の少なくとも一部が排出される排気口７４が設けられる。ＸＹ平面内において、排気口７４は、環状である。排気口７４は、シリンダ部材５に配置される。

【0076】

Ｘ軸駆動装置２０及びＹ軸駆動装置３０の作動により、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。本実施形態においては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するテーブル２の移動により、そのテーブル２に接続されているピストン部材４がテーブル２と一緒にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。また、ピストン部材４がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することにより、シリンダ部材５がピストン部材４と一緒にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。シリンダ部材５は、軸受部材７（気体軸受７Ｇ）にガイドされてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。本実施形態において、ガイド面１Ａ及び下面７Ｂのそれぞれは、ＸＹ平面と平行である。本実施形態において、ベース部材１は、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するように、ピストン部材４を介してテーブル２を支持するシリンダ部材５をガイドするガイド装置として機能する。

【0077】

シリンダ部材５は、ベース部材１と接触しないように配置される。シリンダ部材５は、ピストン部材４と接触しないように配置される。シリンダ部材５は、テーブル２（接続部材４０）と接触しないように配置される。軸受部材６によって形成される気体軸受６Ｇにより、シリンダ部材５の内面５Ｓ（軸受部材６の内面６Ｓ）とピストン部材４の外面４Ｃとは間隙を介して対向する。軸受部材７によって形成される気体軸受７Ｇにより、シリンダ部材５の下面５Ｂ（軸受部材７の下面７Ｂ）とベース部材１のガイド面１Ａとは間隙を介して対向する。

【0078】

図１、図２、及び図４などに示すように、ピストン部材４の下面４Ｂは、ベース部材１から離れている。ピストン部材４は、テーブル２と接続され、テーブル２以外の部材とは接続されない。本実施形態においては、ピストン部材４の上面４Ａにテーブル２が接続され、側面４Ｃの周囲に軸受部材６及びシリンダ部材５が非接触状態で配置され、ピストン部材４の下面４Ｂに部材は接続されない。

【0079】

ピストン部材４の下面４Ｂとシリンダ部材５の内面５Ｓとによって下部空間５Ｈｕが規定される。ピストン部材４の下面４Ｂは、下部空間５Ｈｕに面する。本実施形態において、下部空間５Ｈｕは、ピストン部材４の下面４Ｂとシリンダ部材５の内面５Ｓとベース部材１のガイド面１Ａとで囲まれた空間を含む。

【0080】

重力補償装置８は、ピストン部材４の下面４Ｂが面する下部空間５Ｈｕに気体を供給可能な供給口８１を有する。重力補償装置８は、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２の重量の作用が低減されるように、供給口８１から気体を供給する。重力補償装置８を、自重補償装置８と称してもよいし、自重キャンセル装置８と称してもよい。重力補償装置８は、ピストン部材４の下面４Ｂとシリンダ部材５の内面５Ｓとによって規定される下部空間５Ｈｕに気体（空気）を供給することによってテーブル２の重量をキャンセルするエアシリンダ装置を含む。

【0081】

重力補償装置８は、気体を供給可能な気体供給装置８２と、気体供給装置８２からの気体の圧力を調整する圧力調整装置８３とを有する。気体供給装置８２は、例えば、圧縮空気を供給する。圧力調整装置８３は、例えば、レギュレータを含み、供給口８１を介して下部空間５Ｈｕに供給される気体の圧力を調整する。

【0082】

本実施形態において、気体供給装置８２と供給口８１とを結ぶ流路の少なくとも一部は、シリンダ部材５の内部に形成される。その流路の一端部に供給口８１が配置される。本実施形態において、供給口８１は、流路の一端部の開口を含む。流路の他端部が気体供給装置８２と接続される。気体供給装置８２から供給された気体は、流路を介して、供給口８１に送られる。供給口８１は、気体供給装置８２から供給され、圧力調整装置８３によって圧力が調整された気体を下部空間５Ｈｕに供給する。

【0083】

供給口８１は、下部空間５Ｈｕに面するように配置される。本実施形態において、供給口８１は、シリンダ部材５の内面５Ｓに配置される。

【0084】

圧力調整装置８３は、単位時間当たりの気体供給量を調整可能な流量調整装置として機能する。圧力調整装置８３は、供給口８１から下部空間５Ｈｕに供給される単位時間当たりの気体供給量を調整可能である。供給口８１からの気体供給量が調整されることによって、下部空間５Ｈｕの圧力が調整される。供給口８１からの気体供給量が多いと、下部空間５Ｈｕの圧力が高くなる。供給口８１からの気体供給量が少ないと、下部空間５Ｈｕの圧力が低くなる。圧力調整装置８３は、供給口８１から下部空間５Ｈｕに供給される気体供給量を調整することによって、下部空間５Ｈｕの圧力を調整可能である。本実施形態において、供給口８１から空気（圧縮空気）が供給される。

【0085】

重力補償装置８は、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２の重量の作用が低減されるように、供給口８１から気体を供給する。重力の作用により、テーブル２は−Ｚ方向の力を発生する。そのテーブル２の力は、第２くさび部材１２、第１くさび部材１１、及び動力伝達装置１５を介して、Ｚ軸アクチュエータ１３に伝達される。重力補償装置８は、テーブル２からＺ軸アクチュエータ１３に伝達される力が低減されるように、供給口８１から気体を供給する。重力補償装置８は、重力の作用によりテーブル２及びピストン部材４が発生した力が、Ｚ軸アクチュエータ１３に伝達されることを抑制するように、供給口８１から気体を供給する。

【0086】

本実施形態において、重力補償装置８は、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２及びピストン部材４の重量の作用が低減されるように、供給口８１から気体を供給する。重力補償装置８は、重力の作用によりテーブル２及びピストン部材４からＺ軸アクチュエータ１３に伝達される力が低減されるように、供給口８１から気体を供給する。重力補償装置８は、テーブル２及びピストン部材４の自重による−Ｚ方向への力を打ち消すように、ピストン部材４及びテーブル２に対して＋Ｚ方向に力を加える。換言すれば、重力補償装置８は、重力の作用による−Ｚ方向への力がキャンセルされるように、ピストン部材４及びテーブル２に＋Ｚ方向の力を加える。すなわち、重力補償装置８は、テーブル２及びピストン部材４を押し上げるように、テーブル２及びピストン部材４の下方の下部空間５Ｈｕに気体を供給する。本実施形態において、重力補償装置８は、下部空間５Ｈｕの圧力がシリンダ部材５の外側の空間の圧力よりも高くなるように、供給口８１から気体を供給する。シリンダ部材５の外側の空間は、テーブル２の周囲の空間を含む。シリンダ部材５の外側の空間は、ピストン部材４の上面４Ａの周囲の空間を含む。シリンダ部材５の外側の空間は、下部空間５Ｈｕに対する外部空間である。本実施形態において、シリンダ部材５の外側の空間の圧力は、大気圧である。重力補償装置８は、下部空間５Ｈｕの圧力が大気圧よりも高くなるように、供給口８１から下部空間５Ｈｕに気体を供給する。

【0087】

重力補償装置８は、テーブル２に載せられる物体Ｓの重量を考慮して、下部空間５Ｈｕに気体を供給してもよい。すなわち、重力補償装置８は、Ｚ軸アクチュエータ１３に対するテーブル２、ピストン部材４、及び物体Ｓの重量の作用が低減されるように、供給口８１から気体を供給してもよい。換言すれば、重力補償装置８は、重力の作用によりテーブル２、ピストン部材４、及び物体ＳからＺ軸アクチュエータ１３に伝達される力が低減されるように、供給口８１から気体を供給してもよい。

【0088】

図６は、本実施形態に係るＺ軸駆動装置１０の一例を示す図である。本実施形態において、Ｚ軸駆動装置１０は、所謂、くさび型昇降装置を含む。第１くさび部材１１、第２くさび部材１２、Ｚ軸ガイド装置１４、及びＹ軸ガイド装置１６は、テーブル２の下面２Ｂ側（−Ｚ側）に配置される。第２くさび部材１２は、テーブル２の下面２Ｂ側において、テーブル２を支持する。

【0089】

第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２は、可動部材である。第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２のそれぞれは、テーブル２の下方の空間（−Ｚ側の空間）において移動する。第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２のそれぞれは、Ｙ軸ステージ３１の上方の空間（＋Ｚ側の空間）において移動する。

【0090】

第１くさび部材１１は、ＸＹ平面内において移動可能である。本実施形態において、第１くさび部材１１は、Ｙ軸方向に移動可能である。ＹＺ平面内における第１くさび部材１１の外形は、ほぼ三角形（くさび形）である。図２及び図６に示すように、第１くさび部材１１は、ＸＹ平面と平行な下面１１Ｂと、ＸＹ平面に対して傾斜する斜面１１Ｇと、Ｚ軸と平行な側面１１Ｓとを有する。斜面１１Ｇ及び側面１１Ｓは、下面１１Ｂよりも上側（＋Ｚ側）に配置される。斜面１１Ｇは、＋Ｙ方向に向かって上方（＋Ｚ方向）に傾斜する。斜面１１Ｇの下端部と下面１１Ｂの−Ｙ側の端部とが結ばれる。斜面１１Ｇの上端部と側面１１Ｓの上端部とが結ばれる。側面１１Ｓの下端部と下面１１Ｂの＋Ｙ側の端部とが結ばれる。

【0091】

第２くさび部材１２は、第１くさび部材１１に移動可能に支持される。第１くさび部材１１と第２くさび部材１２とは相対移動可能である。第２くさび部材１２は、第１くさび部材１１の上方（＋Ｚ側）において、第１くさび部材１１に対して相対移動する。

【0092】

第２くさび部材１２は、少なくともＺ軸方向に移動可能である。本実施形態においては、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動により、第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動する。ＹＺ平面内における第２くさび部材１２の外形は、ほぼ三角形（くさび形）である。図２及び図６に示すように、第２くさび部材１２は、ＸＹ平面と平行な上面１２Ａと、ＸＹ平面に対して傾斜する斜面１２Ｇと、Ｚ軸と平行な側面１２Ｓとを有する。上面１２Ａは、側面１２Ｓ及び斜面１２Ｇよりも上側（＋Ｚ側）に配置される。斜面１２Ｇは、＋Ｙ方向に向かって上方（＋Ｚ方向）に傾斜する。本実施形態において、斜面１１Ｇと斜面１２Ｇとは平行である。斜面１２Ｇの上端部と上面１２Ａの＋Ｙ側の端部とが結ばれる。斜面１２Ｇの下端部と側面１２Ｓの下端部とが結ばれる。側面１２Ｓの上端部と上面１２Ａの−Ｙ側の端部とが結ばれる。

【0093】

Ｚ軸ガイド装置１４は、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動により、Ｚ軸方向に第２くさび部材１２が移動するように第２くさび部材１２をガイドする。Ｚ軸ガイド装置１４の少なくとも一部は、第１くさび部材１１に配置される。本実施形態において、Ｚ軸ガイド装置１４は、直動ガイド機構を含む。Ｚ軸ガイド装置１４は、第１くさび部材１１に配置されたレール１４Ｂと、第２くさび部材１２に配置され、レール１４Ｂを移動可能なスライダ（ブロック）１４Ａとを含む。レール１４Ｂは、第１くさび部材１１の斜面１１Ｇに配置される。スライダ１４Ａは、第２くさび部材１２の斜面１２Ｇに配置される。

【0094】

Ｚ軸ガイド装置１４は、直動型軸受を含む。本実施形態において、Ｚ軸ガイド装置１４は、直動型の転がり軸受を含む。転がり軸受は、転動体を有する。転動体は、玉及びころの一方又は両方を含む。すなわち、転がり軸受は、玉軸受及びころ軸受の一方又は両方を含む。本実施形態において、Ｚ軸ガイド装置１４は、直動型玉軸受（linear ball bearing）を含む。

【0095】

図７は、本実施形態に係るＺ軸ガイド装置１４の一例を示す図である。Ｚ軸ガイド装置１４は、レール１４Ｂと、レール１４Ｂと相対移動可能なスライダ（ブロック、直動型軸受）１４Ａと、を含む。レール１４Ｂは、上方を向く表面４１Ａと、表面４１Ａの両側に配置される側面４１Ｂと、側面４１Ｂのそれぞれに形成された溝４１Ｃとを有する。スライダ１４Ａは、レール１４Ｂの表面４１Ａと対向可能な第１対向面４２Ａと、レール１４Ｂの側面４１Ｂと対向可能な第２対向面４２Ｂと、少なくとも一部がレール１４Ｂの溝４１Ｃに配置される転動体（玉）４２Ｔとを有する。玉４２Ｔは溝４１Ｃの内面に接触しつつ転がる。溝４１Ｃに沿って玉４２Ｔが転がることによって、スライダ１４Ａはレール１４Ｂを円滑に移動可能である。

【0096】

本実施形態において、レール１４Ｂは、ＸＹ平面に対して傾斜するように、第１くさび部材１１（斜面１１Ｇ）に配置される。レール１４Ｂは、レール１４Ｂの表面４１ＡがＸＹ平面に対して傾斜するように配置される。図６に示すように、本実施形態において、ＸＹ平面に対するレール１４Ｂ（表面４１Ａ）の傾斜角度はθである。角度θは、０度よりも大きく、９０度よりも小さい。スライダ１４Ａは、第１対向面４２Ａとレール１４Ｂの表面４１Ａとが平行となるように、第２くさび部材１２（斜面１２Ｇ）に配置される。本実施形態において、スライダ１４Ａは、第２くさび部材１２の斜面１２Ｇに２つ配置される。なお、スライダ１４Ａは、第２くさび部材１２に１つ配置されてもよい。３つ以上の複数のスライダ１４Ａが第２くさび部材１２に配置されてもよい。

【0097】

第２くさび部材１２は、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動により、Ｚ軸方向に移動するようにＺ軸ガイド装置１４にガイドされる。第１くさび部材１１が−Ｙ方向に移動すると、第２くさび部材１２は＋Ｚ方向に移動（上昇）する。第１くさび部材１１が＋Ｙ方向に移動すると、第２くさび部材１２は−Ｚ方向に移動（下降）する。テーブル２は、第２くさび部材１２に支持されている。そのため、Ｚ軸方向に関する第２くさび部材１２の移動（昇降）により、テーブル２も、第２くさび部材１２と一緒に移動する。すなわち、第２くさび部材１２が＋Ｚ方向に移動（上昇）すると、テーブル２は第２くさび部材１２と一緒に＋Ｚ方向に移動する。第２くさび部材１２が−Ｚ方向に移動（下降）すると、テーブル２は第２くさび部材１２と一緒に−Ｚ方向に移動する。

【0098】

なお、Ｚ軸ガイド装置１４において、第１くさび部材１１の斜面１１Ｇにスライダ１４Ａが配置され、第２くさび部材１２の斜面１２Ｇにレール１４Ｂが配置されてもよい。

【0099】

図６に示すように、Ｙ軸方向に第１くさび部材１１をガイドするＹ軸ガイド装置１６が設けられる。上述のように、Ｚ軸駆動装置１０は、第１くさび部材１１をＹ軸方向に移動して、第２くさび部材１２及びテーブル２をＺ軸方向に移動させるＺ軸アクチュエータ１３を有する。

【0100】

Ｙ軸ガイド装置１６は、Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により、Ｙ軸方向に第１くさび部材１１が移動するように第１くさび部材１１をガイドする。Ｙ軸ガイド装置１６の少なくとも一部は、Ｙ軸ステージ３１に配置される。本実施形態において、Ｙ軸ガイド装置１６は、直動ガイド機構を含む。Ｙ軸ガイド装置１６は、Ｙ軸ステージ３１に配置されたレール１６Ｂと、第１くさび部材１１に配置され、レール１６Ｂと相対移動可能なスライダ（ブロック）１６Ａとを含む。レール１６Ｂは、Ｙ軸ステージ３１の上面に固定される。スライダ１６Ａは、第１くさび部材１１の下面１１Ｂに固定される。スライダ１６Ａは、第１くさび部材１１と一緒に移動する。Ｙ軸ステージ３１に対して、レール１６Ｂは、移動しない。Ｙ軸ステージ３１に対するレール１６Ｂの相対位置は、固定されている。

【0101】

Ｙ軸ガイド装置１６は、直動型の転がり軸受を含む。本実施形態において、Ｙ軸ガイド装置１６は、直動型玉軸受（linear ball bearing）を含む。第１くさび部材１１は、Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により、Ｙ軸方向に移動するようにＹ軸ガイド装置１６にガイドされる。Ｙ軸ガイド装置１６は、図７を参照して説明したＺ軸ガイド装置１４と同等の構造である。Ｙ軸ガイド装置１６の構造についての詳細な説明は省略する。

【0102】

なお、Ｙ軸ガイド装置１６において、Ｙ軸ステージ３１の上面にスライダ１６Ａが配置され、第１くさび部材１１の下面１１Ｂにレール１６Ｂが配置されてもよい。

【0103】

Ｘ軸ガイド装置２３は、直動ガイド機構を含む。Ｘ軸ガイド装置２３は、レール２３Ｂと、レール２３Ｂと相対移動可能なスライダ（ブロック）２３Ａとを有する。Ｘ軸ガイド装置２３は、直動型の転がり軸受を含む。本実施形態において、Ｘ軸ガイド装置２３は、直動型玉軸受（linear ball bearing）を含む。Ｘ軸ステージ２１は、Ｘ軸方向に移動するようにＸ軸ガイド装置２３にガイドされる。Ｘ軸ガイド装置２３は、図７を参照して説明したＺ軸ガイド装置１４と同等の構造である。Ｘ軸ガイド装置２３の構造についての詳細な説明は省略する。

【0104】

Ｙ軸ガイド装置３３は、直動ガイド機構を含む。Ｙ軸ガイド装置３３は、レール３３Ｂと、レール３３Ｂと相対移動可能なスライダ（ブロック）３３Ａとを有する。Ｙ軸ガイド装置３３は、直動型の転がり軸受を含む。本実施形態において、Ｙ軸ガイド装置３３は、直動型玉軸受（linear ball bearing）を含む。Ｙ軸ステージ３１は、Ｙ軸方向に移動するようにＹ軸ガイド装置３３にガイドされる。Ｙ軸ガイド装置３３は、図７を参照して説明したＺ軸ガイド装置１４と同等の構造である。Ｙ軸ガイド装置３３の構造についての詳細な説明は省略する。

【0105】

次に、上述のテーブル装置ＴＳの動作の一例について説明する。

【0106】

テーブル２をＸ軸方向に移動する場合、Ｘ軸アクチュエータ２２が作動される。Ｘ軸アクチュエータ２２の作動により、Ｘ軸ステージ２１がＸ軸方向に移動する。Ｘ軸ステージ２１は、Ｘ軸ガイド装置２３にガイドされてＸ軸方向に円滑に移動する。Ｘ軸ステージ２１がＸ軸方向に移動することにより、そのＸ軸ステージ２１に支持されているＹ軸ステージ３１と、第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２を介してＹ軸ステージ３１に支持されているテーブル２とは、Ｘ軸ステージ２１と一緒にＸ軸方向に移動する。

【0107】

テーブル２をＹ軸方向に移動する場合、Ｙ軸アクチュエータ３２が作動される。Ｙ軸アクチュエータ３２の作動により、Ｙ軸ステージ３１がＹ軸方向に移動する。Ｙ軸ステージ３１は、Ｙ軸ガイド装置３３にガイドされてＹ軸方向に円滑に移動する。Ｙ軸ステージ３１がＹ軸方向に移動することにより、第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２を介してＹ軸ステージ３１に支持されているテーブル２は、Ｙ軸ステージ３１と一緒にＹ軸方向に移動する。

【0108】

本実施形態においては、Ｙ軸ステージ３１は、シリンダ部材５と接続される。そのシリンダ部材５は、気体軸受７Ｇによりベース部材１に非接触で支持されている。すなわち、本実施形態において、Ｙ軸ステージ３１は、シリンダ部材５を介して、ベース部材１に非接触で支持される。気体軸受７Ｇによって、Ｚ軸方向に関するシリンダ部材５（Ｙ軸ステージ３１）の位置の変動が抑制されつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動することが許容される。これにより、テーブル２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に目標軌道（望みの軌道）で移動される。Ｘ軸アクチュエータ２２の作動により、テーブル２は、Ｘ軸ガイド装置２３によって、Ｘ軸方向に真っ直ぐに移動可能である。Ｙ軸アクチュエータ３２の作動により、テーブル２は、Ｙ軸ガイド装置３３によって、Ｙ軸方向に真っ直ぐに移動可能である。

【0109】

テーブル２をＺ軸方向に移動する場合、Ｚ軸アクチュエータ１３が作動される。Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により、動力伝達機構１５を介して、第１くさび部材１１にＺ軸アクチュエータ１３の動力が伝達される。Ｚ軸アクチュエータ１３の作動により、第１くさび部材１１がＹ軸方向に移動する。第１くさび部材１１は、Ｙ軸ガイド装置１６にガイドされてＹ軸方向に円滑に移動する。Ｙ軸ガイド装置１６により、第１くさび部材１１は、Ｙ軸方向に目標軌道（望みの軌道）で移動される。本実施形態においては、Ｙ軸ガイド装置１６により、第１くさび部材１１は、Ｙ軸方向に真っ直ぐに移動可能である。

【0110】

Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動により、第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動する。第２くさび部材１２は、Ｚ軸ガイド装置１４にガイドされてＺ軸方向に円滑に移動する。第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動することにより、その第２くさび部材１２に支持されているテーブル２も、第２くさび部材１２と一緒にＺ軸方向に移動する。

【0111】

本実施形態においては、テーブル２に、Ｚ軸方向に関してシリンダ部材５に移動可能に支持されるピストン部材４が接続されている。シリンダ部材５の軸受部材６によって形成される気体軸受６Ｇによって、シリンダ部材５に対してピストン部材４（テーブル２）がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することが抑制されつつ、Ｚ軸方向に移動することが許容される。これにより、テーブル２は、Ｚ軸方向に目標軌道（望みの軌道）で移動される。本実施形態においては、気体軸受６Ｇによってシリンダ部材５に非接触で支持されるピストン部材４により、テーブル２は、Ｚ軸方向に真っ直ぐに移動可能である。

【0112】

本実施形態においては、Ｚ軸駆動装置１０は、くさび形昇降装置を含み、第２くさび部材１２は、テーブル２に接続される。シリンダ部材５及びピストン部材４により、ＸＹ平面内における第２くさび部材１２とＹ軸ステージ３１との相対位置は、実質的に変化しない。一方、テーブル２は、ピストン部材４を介してシリンダ部材５にＺ軸方向に移動可能に支持される。したがって、Ｚ軸方向に関して第２くさび部材１２とＹ軸ステージ３１との間で第２くさび部材１２とＹ軸ステージ３１との距離（Ｚ軸方向の距離）が変化するように第１くさび部材１１が第２くさび部材１２及びＹ軸ステージ３１に対してＹ軸方向に相対移動することによって、第２くさび部材１２は、第１くさび部材１１及びＹ軸ステージ３１に対してＺ軸方向に移動することができる。

【0113】

また、気体軸受６Ｇによりシリンダ部材５の内面５Ｓとピストン部材４の外面４Ｃとの間隙（非接触状態）が維持され、気体軸受７Ｇによりシリンダ部材５の下面５Ｂとベース部材１のガイド面１Ａとの間隙（非接触状態）が維持される。そのため、テーブル２及びピストン部材４がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動したとき、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するテーブル２及びピストン部材４の移動と同期して、シリンダ部材５はＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。したがって、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しても、シリンダ部材５は、ピストン部材４を非接触状態でＺ軸方向にガイドし続けることができる。

【0114】

また、本実施形態においては、Ｙ軸ステージ３１は、シリンダ部材５と接続され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して、テーブル２と一緒に移動する。すなわち、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するとき、Ｙ軸ステージ３１及びシリンダ部材５がテーブル２と一緒に移動する。これにより、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しても、シリンダ部材５は、ピストン部材４を非接触状態でＺ軸方向にガイドし続けることができる。

【0115】

Ｚ軸アクチュエータ１３の作動によって、テーブル２に支持された物体ＳがＺ軸方向に関して目標位置に配置される。例えば、Ｚ軸アクチュエータ１３の動力を使ってテーブル２を＋Ｚ方向に移動する場合、あるいはＺ軸アクチュエータ１３の動力を使ってＺ軸方向に関するテーブル２の位置を維持する場合、そのＺ軸アクチュエータ１３に負荷がかかる可能性がある。すなわち、テーブル２を上昇させるため、あるいはＺ軸方向に関するテーブル２の位置を維持するために、Ｚ軸アクチュエータ１３は所定の動力（トルク）を発生し続けなければならない。この場合、Ｚ軸アクチュエータ１３に対して所定の電力（電流）を供給し続けなければならず、その結果、Ｚ軸アクチュエータ１３が発熱する可能性がある。Ｚ軸アクチュエータ１３が発熱すると、周囲の部材が熱変形する可能性がある。その結果、テーブル２の位置決め精度が低下したり、テーブル２が目標軌道から外れて移動したりするなど、テーブル装置ＴＳの性能が低下する可能性がある。また、Ｚ軸アクチュエータ１３の発熱によりテーブル２に支持されている物体Ｓが熱変形する可能性がある。

【0116】

本実施形態においては、重力補償装置８が設けられている。そのため、テーブル２を＋Ｚ方向に移動する場合、あるいはＺ軸方向に関するテーブル２の位置を維持する場合において、Ｚ軸アクチュエータ１３が発生する動力（トルク）は小さくて済む。すなわち、Ｚ軸アクチュエータ１３に供給する電力（電流）は小さくて済む。そのため、Ｚ軸アクチュエータ１３の発熱が抑制される。その結果、周囲の部材の熱変形、及び物体Ｓの熱変形が抑制される。

【0117】

また、重力補償装置８が設けられているため、テーブル２に搭載される物体Ｓの質量（重量）が大きくても、Ｚ軸アクチュエータ１３にかかる負荷が低減される。また、重力補償装置８が設けられているため、Ｚ軸アクチュエータ１３が発生する動力が小さくて済む。そのため、Ｚ軸アクチュエータ１３の小型化が図れる。

【0118】

また、重力補償装置８によって下部空間５Ｈｕの圧力が高められているので、停電などの異常（非常停止）が生じ、Ｚ軸アクチュエータ１３が動力を発生しなくなっても、テーブル２が急激に下降（落下）することが抑制される。例えば、テーブル２の落下防止のための電磁ブレーキを省略できるため、その電磁ブレーキに起因する発熱（熱変形）も無くなる。

【0119】

以上説明したように、本実施形態によれば、駆動システム３によって、テーブル２は、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の３つの方向に移動することができる。本実施形態によれば、テーブル２に接続されたピストン部材４は、軸受部材６によって形成される気体軸受６Ｇによりシリンダ部材５に非接触で支持される。軸受部材６は、ピストン部材４との間に気体軸受６Ｇを形成して、Ｚ軸方向にピストン部材４を移動可能に支持（ガイド）する。これにより、そのピストン部材４が接続されたテーブル２は、Ｚ軸方向に目標軌道（望みの軌道）で精度良く移動可能である。

【0120】

本実施形態において、軸受部材６は、ピストン部材４がＺ軸方向に真っ直ぐに移動するように、ピストン部材４を移動可能に支持（ガイド）する。これにより、そのピストン部材４が接続されたテーブル２は、Ｚ軸方向に真っ直ぐに移動可能である。すなわち、気体軸受６Ｇを形成可能な軸受部材６により、ピストン部材４及びテーブル２の移動における真直性の低下が抑制される。これにより、テーブル２に支持されている物体Ｓは目標位置に配置される。

【0121】

本実施形態において、ピストン部材４と軸受部材６との間に気体軸受６Ｇが形成され、軸受部材６は、非接触でピストン部材４を支持する。これにより、ピストン部材４は、円滑にＺ軸方向に移動可能である。軸受部材６がピストン部材４と接触すると、ピストン部材４の移動に対して抵抗力が発生する可能性がある。その結果、テーブル２及びピストン部材４を真っ直ぐに移動しようとしたにもかかわらず、テーブル２及びピストン部材４が真っ直ぐに移動しない可能性がある。また、軸受部材６がピストン部材４と接触すると、ピストン部材４の移動により振動が発生する可能性がある。ピストン部材４に振動が発生すると、テーブル２も振動し、その結果、テーブル２の位置決め精度が低下する可能性がある。本実施形態においては、軸受部材６がピストン部材４を非接触で移動可能に支持するため、テーブル２及びピストン部材４は真っ直ぐに移動可能である。また、振動の発生が抑制される。その結果、テーブル２の位置決め精度の低下が抑制され、テーブル２及びそのテーブル２に支持される物体Ｓを目標位置に配置することができる。

【0122】

また、本実施形態においては、シリンダ部材５は、軸受部材７によって形成される気体軸受７Ｇによりベース部材１に非接触で支持される。これにより、シリンダ部材５にピストン部材４を介して支持されるテーブル２は、ＸＹ平面内において円滑に移動可能であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに目標軌道で精度良く移動することができる。

【0123】

また、本実施形態によれば、気体軸受６Ｇによりシリンダ部材５の内面５Ｓとピストン部材４の外面４Ｃとの間隙（非接触状態）が維持され、気体軸受７Ｇによりシリンダ部材５の下面５Ｂとベース部材１のガイド面１Ａとの間隙（非接触状態）が維持される。そのため、テーブル２及びピストン部材４がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動したとき、シリンダ部材５とピストン部材４との間隙、及びシリンダ部材５とベース部材１との間隙が維持された状態で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するテーブル２及びピストン部材４の移動と同期して、シリンダ部材５はＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。したがって、テーブル２及びピストン部材４がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しても、シリンダ部材５は、ピストン部材４を非接触でＺ軸方向に移動可能に支持し続けることができる。

【0124】

このように、本実施形態によれば、軸受部材６により形成される気体軸受６Ｇ及び軸受部材７により形成される気体軸受７Ｇによって、テーブル２は、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向のそれぞれに目標軌道で精度良く移動することができる。そのため、テーブル２の位置決め精度の低下が抑制される。

【0125】

また、本実施形態においては、駆動システム３は、ベース部材１に移動可能に支持されるＸ軸ステージ２１、及びＸ軸ステージ２１を移動するＸ軸アクチュエータ２２を含むＸ軸駆動装置２０と、Ｘ軸ステージ２１に移動可能に支持されるＹ軸ステージ３１、及びＹ軸ステージ３１を移動するＹ軸アクチュエータ３２を含むＹ軸駆動装置３０と、Ｙ軸ステージ３１上に配置され、Ｚ軸方向にテーブル２を移動するＺ軸駆動装置１０とを有する。シリンダ部材５は、Ｙ軸ステージ３１に接続される。これにより、ＸＹ平面内において、テーブル２とＹ軸ステージ３１とシリンダ部材５とが一緒に移動することができる。そのため、ピストン部材４の外面４Ｃとシリンダ部材５の内面５Ｓとの間隙が安定して維持され、ＸＹ平面内におけるシリンダ部材５、テーブル２、及びピストン部材４の移動が安定する。移動が安定することにより、テーブル２は目標軌道で移動することができる。

【0126】

また、本実施形態においては、テーブル装置ＴＳは、第１くさび部材１１及び第２くさび部材１２の相対移動によりテーブル２を移動するくさび形昇降装置を含む。そのため、角度θを調整することによって、Ｙ軸方向に関する第１くさび部材１１の移動量とＺ軸方向に関する第２くさび部材１２の移動量との比（減速比、分解能）を調整することができる。

【0127】

また、本実施形態においては、重力補償装置８が設けられるため、Ｚ軸アクチュエータ１３にかかる負荷が低減される。そのため、Ｚ軸アクチュエータ１３の発熱が抑制され、テーブル装置ＴＳにおいて、Ｚ軸アクチュエータ１３の周囲の部材の熱変形が抑制される。Ｚ軸アクチュエータ１３の周囲の部材は、Ｚ軸ガイド装置１４の部材、Ｙ軸ガイド装置１６の部材、Ｙ軸ステージ３１、第１くさび部材１１、第２くさび部材１２、ピストン部材４、シリンダ部材５、及びテーブル２の少なくとも一つを含む。そのため、テーブル２の位置決め精度が低下したり、テーブル２が目標軌道から外れて移動したりすることが抑制される。その結果、テーブル装置ＴＳの性能の低下が抑制される。

【0128】

また、本実施形態においては、ピストン部材４の断面の外形は、円形であり、軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃの周囲に配置される円筒状の部材である。断面の外形が円形であるピストン部材４の加工は、例えば角形であるピストン部材の加工に比べて、高い加工精度を容易に得ることができる可能性が高い。換言すれば、外形が円形であるピストン部材４を製造する場合のほうが、外形が角形であるピストン部材を製造する場合よりも、目標形状を容易に得ることができる可能性が高い。また、断面が円形である内面６Ｓを有する軸受部材６を製造するほうが、断面が角形である内面を有する軸受部材を製造するよりも、高い加工精度（目標形状）を容易に得ることができる可能性が高い。例えば、角形のピストン部材及び軸受部材を製造する場合、そのピストン部材の角部と軸受部材との間に形成される間隙の寸法と、そのピストン部材の平面部と軸受部材との間に形成される間隙の寸法とが等しくなるようにピストン部材及び軸受部材を製造することは困難である可能性がある。本実施形態によれば、円形のピストン部材４及び軸受部材６を用いることにより、そのピストン部材４の側面４Ｃと軸受部材６の内面６Ｓとの間に形成される間隙の寸法が不均一になることが抑制される。したがって、そのピストン部材４の側面４Ｃと軸受部材６の内面６Ｓとの間に形成される間隙において、圧力が不均一になることが抑制される。そのため、気体軸受６Ｇの性能の低下が抑制され、ピストン部材４が目標軌道から外れて移動されることが抑制される。

【0129】

また、本実施形態においては、ピストン部材４は少なくとも２つ配置され、テーブル２の異なる部位のそれぞれに接続される。したがって、テーブル２に接続された複数のピストン部材４により、例えばテーブル２の回転が抑制される。これにより、テーブル２の位置決め精度が向上する。すなわち、本実施形態において、ピストン部材４の断面の外形は、円形であり、軸受部材６は、ピストン部材４の側面４Ｃの周囲に配置される円筒状の部材である。そのため、軸受部材６の内側で、ピストン部材４がθＺ方向に移動（回転）してしまう可能性がある。テーブル２に接続されるピストン部材４が１つである場合、軸受部材６に対するピストン部材４の回転により、テーブル２も回転してしまう可能性がある。本実施形態においては、ピストン部材４は複数配置される。したがって、それら複数のピストン部材４が軸受部材６及びシリンダ部材５に支持されることによって、θＺ方向に関するテーブル２の移動（回転）が抑制される。

【0130】

また、本実施形態においては、Ｚ軸ガイド装置１４、Ｙ軸ガイド装置１６、Ｙ軸ガイド装置３３、及びＸ軸ガイド装置２３のそれぞれが、転がり軸受を有する直動ガイド機構によって構成されている。Ｚ軸ガイド装置１４、Ｙ軸ガイド装置１６、Ｙ軸ガイド装置３３、及びＸ軸ガイド装置２３のそれぞれは、実質的に同一な構造の転がり軸受を有する。したがって、テーブル２は、それらＺ軸ガイド装置１４、Ｙ軸ガイド装置１６、Ｙ軸ガイド装置３３、及びＸ軸ガイド装置２３にガイドされて、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向のそれぞれに目標軌道で精度良く移動することができる。

【0131】

また、本実施形態においては、テーブル２が支持装置９を介して第２くさび部材１２に支持されている。そのため、第２くさび部材１２が望まれない移動（振動）をしても、支持装置９により、その望まれない移動（振動）がテーブル２に伝達されることが抑制される。

【0132】

なお、本実施形態においては、第１くさび部材１１がＹ軸方向に移動されることとした。第１くさび部材１１はＸ軸方向に移動されてもよい。

【0133】

なお、本実施形態において、シリンダ部材５とＹ軸ステージ３１とは接続されなくてもよい。

【0134】

なお、本実施形態において、支持装置９は省略されてもよい。第２くさび部材１２がテーブル２に固定されてもよい。第２くさび部材１２が接続部材を介してテーブル２に固定されてもよい。

【0135】

なお、本実施形態においては、軸受部材６が多孔体を含み、その多孔体の孔から供給される気体によって気体軸受６Ｇが形成される、所謂、多孔質絞り方式を例にして説明した。気体軸受６Ｇを形成するための軸受部材６の絞り方式は、多孔質絞りに限定されない。例えば、多孔体を用いない自成絞り方式でもよいし、オリフィス絞り方式でもよいし、軸受面（ガイド面）に設けられた溝を介して気体を供給する表面絞り方式でもよい。例えばオリフィス絞り方式の軸受部材６の場合、気体を供給する供給口６１は、オリフィスの開口を含む。軸受部材７についても同様である。軸受部材７は、多孔質絞り方式でもよいし、多孔体を用いない自成絞り方式でもよいし、オリフィス絞り方式でもよいし、軸受面（ガイド面）に設けられた溝を介して気体を供給する表面絞り方式でもよい。

【0136】

なお、本実施形態においては、ＸＹ平面と平行な断面のピストン部材４の外形が円形であることとした。ＸＹ平面と平行な断面のピストン部材４の外形が、多角形でもよい。ピストン部材４の断面の外形は、四角形でもよい。ピストン部材４の断面の外形は、四角形に限らず、その他の多角形でもよい。

【0137】

なお、本実施形態においては、ピストン部材４及びシリンダ部材５が駆動システム３の周囲に４つ配置されることとした。ピストン部材４及びシリンダ部材５は、駆動システム３の周囲において少なくとも２つ配置されればよい。ピストン部材４は、テーブル２に２つ又は３つ接続されてもよいし、５つ以上の任意の複数のピストン部材４がテーブル２に接続されてもよい。シリンダ部材５は、複数のピストン部材４のそれぞれに対応して配置されればよい。

【0138】

複数のピストン部材４は、ＸＹ平面内においてテーブル２の異なる複数の部位のそれぞれに接続されればよい。テーブル２に複数のピストン部材４が接続され、それら複数のピストン部材４がシリンダ部材５に支持されることによって、ＸＹ平面内におけるシリンダ部材５に対するテーブル２の移動が抑制される。すなわち、複数のピストン部材４がＸＹ平面内においてテーブル２の異なる複数の部位のそれぞれに接続され、それら複数のピストン部材４が軸受部材６及びシリンダ部材５に支持されることによって、θＺ方向に関するシリンダ部材５に対するテーブル２の移動（回転）が抑制される。

【0139】

例えば、２つ（２本）のピストン部材４がテーブル２に接続される場合、それらピストン部材４は、テーブル２の第１の部位と、その第１の部位とは異なるテーブル２の第２の部位とのそれぞれに接続されればよい。３つ（３本）のピストン部材４がテーブル２に接続される場合、それらピストン部材４は、テーブル２の第１の部位と、その第１の部位とは異なるテーブル２の第２の部位と、それら第１の部位及び第２の部位とは異なるテーブル２の第３の部位とのそれぞれに接続されればよい。

【0140】

４つ（４本）のピストン部材４がテーブル２に接続される場合、それらピストン部材４は、テーブル２の下面２Ｂの第１の部位と、第１の部位とは異なるテーブル２の下面２Ｂの第２の部位と、第１の部位及び第２の部位とは異なるテーブル２の下面２Ｂの第３の部位と、第１の部位、第２の部位、及び第３の部位とは異なるテーブル２の下面２Ｂの第４の部位とのそれぞれに接続されればよい。第１の部位、第２の部位、第３の部位、及び第４の部位は、下面２Ｂの中心の周囲に配置されてもよい。

【0141】

なお、本実施形態においては、テーブル２が矩形状であることとした。ＸＹ平面内においてテーブル２は円形でもよいし、６角形又は８角形のような多角形でもよい。

【0142】

なお、本実施形態において、Ｚ軸ガイド装置１４は、転動体を有する転がり軸受を含むこととした。Ｚ軸ガイド装置１４が、転動体を有しない直動型のすべり軸受を含んでもよいし、直動型の気体軸受を含んでもよい。なお、Ｚ軸ガイド装置１４が、スライダを有しなくてもよい。例えば、第２くさび部材１２がＺ軸方向に移動するように、第１くさび部材１１に設けられたレールに沿って第２くさび部材１２の斜面１２Ｇが移動されてもよい。この場合、第１くさび部材１１に設けられたレールが、第２くさび部材１２をガイドするガイド装置として機能する。

【0143】

同様に、Ｙ軸ガイド装置１６が、直動型のすべり軸受を含んでもよいし、直動型の気体軸受を含んでもよい。なお、Ｙ軸ガイド装置１６が、スライダを有しなくてもよい。

【0144】

同様に、Ｙ軸ガイド装置３３及びＸ軸ガイド装置２３の少なくとも一方が、直動型のすべり軸受を含んでもよいし、直動型の気体軸受を含んでもよい。なお、Ｙ軸ガイド装置３３及びＸ軸ガイド装置２３の少なくとも一方が、スライダを有しなくてもよい。

【0145】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0146】

図８は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを備える半導体製造装置２００の一例を示す図である。半導体製造装置２００は、半導体デバイスを製造可能な半導体デバイス製造装置を含む。半導体製造装置２００は、半導体デバイスを製造するための物体Ｓを搬送可能な搬送装置３００を含む。搬送装置３００は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを含む。なお、図８においては、テーブル装置ＴＳを簡略して図示する。

【0147】

本実施形態において、物体Ｓは、半導体デバイスを製造するための基板である。物体Ｓから半導体デバイスが製造される。物体Ｓは、半導体ウエハを含んでもよいし、ガラス板を含んでもよい。物体Ｓにデバイスパターン（配線パターン）が形成されることによって、半導体デバイスが製造される。

【0148】

半導体製造装置２００は、処理位置ＰＪ１に配置された物体Ｓに対して、デバイスパターンを形成するための処理を行う。テーブル装置ＴＳは、テーブル２に支持された物体Ｓを処理位置ＰＪ１に配置する。搬送装置３００は、テーブル装置ＴＳのテーブル２に物体Ｓを搬送（搬入）可能な搬入装置３０１と、テーブル２から物体Ｓを搬送（搬出）可能な搬出装置３０２とを含む。搬入装置３０１によって、処理前の物体Ｓがテーブル２に搬送（搬入）される。テーブル装置ＴＳによって、テーブル２に支持された物体Ｓが処理位置ＰＪ１まで搬送される。搬出装置３０２によって、処理後の物体Ｓがテーブル２から搬送（搬出）される。

【0149】

テーブル装置ＴＳは、テーブル２を移動して、テーブル２に支持された物体Ｓを処理位置ＰＪ１に移動する。上述の実施形態で説明したように、テーブル２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に、テーブル２を目標軌道で移動可能であり、高い位置決め精度で移動可能である。したがって、テーブル装置ＴＳは、テーブル２に支持された物体Ｓを処理位置（目標位置）ＰＪ１に配置可能である。

【0150】

例えば、半導体製造装置２００が、光学系２０１を介して物体Ｓのデバイスパターンを計測する計測装置を含む場合、処理位置ＰＪ１は、光学系２０１の焦点の位置（計測位置）を含む。処理位置ＰＪ１に物体Ｓが配置されることにより、半導体製造装置２００は、光学系２０１を介して、物体Ｓに形成されたデバイスパターンの画像を取得可能である。半導体製造装置２００が、物体Ｓに膜を形成する成膜装置を含む場合、処理位置ＰＪ１は、膜を形成するための材料が供給可能な位置である。処理位置ＰＪ１に物体Ｓが配置されることにより、デバイスパターンを形成するための膜が物体Ｓに形成される。

【0151】

処理位置ＰＪ１において物体Ｓが処理された後、その処理後の物体Ｓが搬出装置３０２によってテーブル２から搬送される。搬出装置３０２によって搬送（搬出）された物体Ｓは、後工程を行う処理装置に搬送される。

【0152】

本実施形態においては、テーブル装置ＴＳは、物体Ｓを処理位置（目標位置）ＰＪ１に配置可能である。そのため、不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。すなわち、テーブル装置ＴＳによって、半導体製造装置２００における物体Ｓの位置決め精度の低下が抑制されるため、不良な製品の発生が抑制される。

【0153】

図９は、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを備える検査装置４００の一例を示す図である。検査装置４００は、半導体製造装置２００によって製造された物体（半導体デバイス）Ｓ２を検査する。検査装置４００は、物体Ｓ２を搬送可能な搬送装置３００Ｂを含む。搬送装置３００Ｂは、本実施形態に係るテーブル装置ＴＳを含む。なお、図９においては、テーブル装置ＴＳを簡略して図示する。

【0154】

検査装置４００は、検査位置ＰＪ２に配置された物体Ｓ２の検査を行う。テーブル装置ＴＳは、テーブル２に支持された物体Ｓ２を検査位置ＰＪ２に配置する。搬送装置３００Ｂは、テーブル装置ＴＳのテーブル２に物体Ｓ２を搬送（搬入）可能な搬入装置３０１Ｂと、テーブル２から物体Ｓ２を搬送（搬出）可能な搬出装置３０２Ｂとを含む。搬入装置３０１Ｂによって、検査前の物体Ｓ２がテーブル２に搬送（搬入）される。テーブル装置ＴＳによって、テーブル２に支持された物体Ｓ２が検査位置ＰＪ２まで搬送される。搬出装置３０２Ｂによって、検査後の物体Ｓ２がテーブル２から搬送（搬出）される。

【0155】

テーブル装置ＴＳは、テーブル２を移動して、テーブル２に支持された物体Ｓ２を検査位置ＰＪ２に移動する。上述の実施形態で説明したように、テーブル２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に、テーブル２を目標軌道で移動可能であり、高い位置決め精度で移動可能である。したがって、テーブル装置ＴＳは、テーブル２に支持された物体Ｓ２を検査位置（目標位置）ＰＪ２に配置可能である。

【0156】

本実施形態において、検査装置４００は、検出光を用いて物体Ｓ２の検査を光学的に行う。検査装置４００は、検出光を射出可能な照射装置４０１と、照射装置４０１から射出され、物体Ｓ２で反射した検出光の少なくとも一部を受光可能な受光装置４０２とを含む。本実施形態において、検査位置ＰＪ２は、検出光の照射位置を含む。検査位置ＰＪ２に物体Ｓ２が配置されることにより、物体Ｓ２の状態が光学的に検査される。

【0157】

検査位置ＰＪ２において物体Ｓ２の検査が行われた後、その検査後の物体Ｓ２が搬出装置３０２Ｂによってテーブル２から搬送される。

【0158】

本実施形態においては、テーブル装置ＴＳは、物体Ｓ２を検査位置（目標位置）ＰＪ２に配置可能であるため、検査不良の発生を抑制できる。すなわち、検査装置４００は、物体Ｓ２が不良であるか否かを良好に判断することができる。これにより、例えば不良な物体Ｓ２が後工程に搬送されたり、出荷されたりすることが抑制される。

【符号の説明】

【0159】

１ ベース部材
１Ａ 上面（ガイド面）
２ テーブル
２Ａ 上面
２Ｂ 下面
３ 駆動システム
４ ピストン部材
４Ａ 上面
４Ｂ 下面
４Ｃ 側面
５ シリンダ部材
５Ａ 上面
５Ｂ 下面
５Ｈ 内部空間
５Ｓ 内面
６ 軸受部材
６Ｇ 気体軸受
６Ｓ 内面
７ 軸受部材
８ 重力補償装置
９ 支持装置
１０ Ｚ軸駆動装置（第１軸駆動装置）
１１ 第１くさび部材
１１Ｂ 下面
１１Ｇ 斜面
１１Ｓ 側面
１２ 第２くさび部材
１３ Ｚ軸アクチュエータ（第１軸アクチュエータ）
１４ Ｚ軸ガイド装置
１４Ａ スライダ
１４Ｂ レール
１５ 動力伝達機構
１６ Ｙ軸ガイド装置
１６Ａ スライダ
１６Ｂ レール
２０ Ｘ軸駆動装置（第２軸駆動装置）
２１ Ｘ軸ステージ（第２軸ステージ）
２２ Ｘ軸アクチュエータ（第２軸アクチュエータ）
２２Ａ 可動子（スライダ）
２２Ｂ 固定子（ステータ）
２３ Ｘ軸ガイド装置
２３Ａ スライダ
２３Ｂ レール
３０ Ｙ軸駆動装置（第３軸駆動装置）
３１ Ｙ軸ステージ（第３軸ステージ）
３２ Ｙ軸アクチュエータ（第３軸アクチュエータ）
３２Ａ 可動子（スライダ）
３２Ｂ 固定子（ステータ）
３３ Ｙ軸ガイド装置
３３Ａ スライダ
３３Ｂ レール
４０ 接続部材
６１ 供給口
６２ キャビティ
６３ 気体供給装置
６４ 排気口
７１ 供給口
７２ キャビティ
７３ 気体供給装置
７４ 排気口
８１ 供給口
８２ 気体供給装置
８３ 圧力調整装置
２００ 半導体製造装置
３００ 搬送装置
４００ 検査装置
Ｓ 物体
ＴＳ テーブル装置

【要約】

【課題】位置決め精度の低下を抑制できるテーブル装置を提供する。
【解決手段】テーブル装置は、ベース部材と、ベース部材の上に配置されるテーブルと、第１軸、第２軸、及び第３軸と平行な方向にテーブルを移動可能な駆動システムと、テーブルに接続されるピストン部材と、ピストン部材の周囲に配置され、第１軸と平行な方向にピストン部材を移動可能に支持し、第２軸及び第３軸と平行な方向にベース部材に移動可能に支持されるシリンダ部材と、シリンダ部材に配置され、ピストン部材の側面との間に気体軸受を形成する第１軸受部材と、シリンダ部材に配置され、ベース部材のガイド面との間に気体軸受を形成する第２軸受部材と、ピストン部材の下面が面するシリンダ部材の内部空間の下部空間に気体を供給する供給口を有する重力補償装置と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】